JPH04305715A - 加熱設備の温度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加熱設備の温度制御装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開昭６２−２８６１１０号公報に示さ
れるように、従来この種の複数ヒータによる温度制御は
、昇温後の温度の維持を目的として、各ヒータ点の温度
を温度検出手段により検出し、設定値との比較で各ヒー
タを入り切りする回路と、並び合うヒータ間で相互に各
々温度を差を求め、その温度差がある設定値に達した時
に一方のヒータを入又は切し、昇温後の各ヒータ間の温
度差を所定値内に維持している。しかし、この制御は、
常に温度設定が高く要求される方を優先している。この
制御方法では容器とそれに接続する配管のような、熱容
量が大きく異なる設備に対しては、配管のように昇温し
やすい部位の温度を優先するため、容器のような昇温し
にくい部位のヒータも入り状態を継続するものの両者の
熱容量の差から均一に昇温されず、配管のような熱容量
の小さい部位が速く昇温し、熱容量の大きい部位との温
度差が現われる。これに対する対応は、各々の部位の温
度設定を昇温時は個々に設定調節し、その結果としての
温度差が均一に維持されていることを確認しながら、昇
温過程の設定値を運用する必要があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】加熱対象設備が、容器
とそれに接続する配管などにより構成され、各ヒータ点
の加熱部位の熱容量の異なる加熱対象で、昇温，降温の
各過程での各部位の温度が、前述のように熱容量の差異
によって、熱容量が小さい部位で速く変化し、熱容量が
大きい部位で遅く変化し、温度に差が現われる。

【０００４】このような加熱対象設備で、昇温及び降温
の各過程での各部位の温度が均一になるようにするには
、各ヒータ点の温度を監視し、温度が均一になるように
各ヒータ点の温度設定を調整しながら、昇温，降温を行
う必要があった。

【０００５】本発明の目的は、加熱設備で、単一の温度
設定値の下に、加熱部位の熱容量が異なる各部位の温度
を均一に保ちながら昇温，降温でき、かつ、昇温後の一
定維持及び設備温度変更時にも温度を均一に保つように
制御できる加熱設備の温度制御装置を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は加熱対象設備に設けられた各ヒータの加
熱部位に対し、各加熱部位の熱容量とヒータ容量から求
まる加熱時定数の最も大きい点を基準とし、設定値とそ
の部位の温度の検出値との偏差によりヒータ電力量を制
御する温度制御器及びその出力により電力量を調整する
電力調整器からなる系で基準点のヒータを温度制御する
。他の部位は、加熱時定数の最も大きい点に接するもの
から順に基準点あるいは基準点に近い隣接する部位の温
度と自部位の温度の偏差信号を、設定値と自部位の温度
の偏差信号と加減算し、それによってヒータ電力量を制
御する温度制御器にて調整し、電力調整器の出力を制御
することで、隣接するヒータ加熱部位の温度差発生を抑
制する。これを順次繰返す制御系の構成とすることで各
部位の温度差発生を抑え均一な温度による昇温，降温時
の制御機能を持たせ、昇温後の自部位の温度の設定値へ
の維持制御の機能を持たせることができる。

【０００７】これによって、各部位の設定値を個々に調
整することなく、全体の温度を大きな温度差を生じさせ
ずに昇温，降温する制御機能を持たせることができる。

【０００８】

【作用】容器又は配管に接して設けた温度検出器によっ
てヒータで加熱する各部位の温度を検出する。部位の熱
容量とヒータ容量から求まる加熱時定数の最も大きい点
の基準部位では、設定値と温度検出器によって検出した
温度の差を加減算し、温度制御器で、制御演算し、設定
値より温度が低い場合には電力調整器の出力を増加し、
高い場合には電力調整器の出力を減少し、温度の設定値
への維持を図る。急速な昇温時には、偏差が大きくなる
ため、電力調整器は、最大出力となり、昇温は、加熱時
定数に従って上昇する形になる。他の部位のなかの基準
部位に隣接する部位に関しては設定値と自部位の温度差
を加減算し、その信号に、基準部位の温度と自部位の温
度の温度差を加減算しそれを組み合せた加減算を行い温
度制御器の入力とする。この基準部位と自部位の温度差
を補正信号として組み合せることにより、自部位の温度
が基準部位の温度より高くなるとその偏差により電力調
整器の出力を減少し、基準部位の温度に近づけるように
作用する。次に隣接する部位は、この基準部位に隣接す
る部位の温度と自部位の温度との温度差を加減算し、補
正信号として用いることにより、基準部位と隣接する部
位との温度差の発生を抑制する。以下、同様な構成を繰
返して構成することにより、各部位間の温度差の発生を
抑制した昇温ができるようになる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１，図２により
説明する。図１は本発明の加熱設備の温度制御装置を適
用する加熱を要する流体を受入れ、貯蔵及び排出する貯
蔵容器の断面図である。図２は、本発明の一実施例であ
る加熱設備の温度制御装置の制御ブロック図である。

【００１０】図１の容器１は受入側の配管５から流体３
を受け入れ貯蔵した後排出側の配管４で流体３を排出す
る。この容器１と配管４，５からなる系は、受入れ，貯
蔵，排出する際に流体３の凝固を防止するために受入れ
前に各々をヒータ８１〜８３で加熱昇温する。昇温時に
は温度検出器１１から１４で各部位の温度を計測し、各
々のヒータ８１〜８３の出力を調整，昇温を行い、昇温
後に流体３を受け入れ保温貯蔵し排出、排出後は、降温
しておく設備である。容器１及び配管４，５は温度の維
持効率を高めるため保温材２で包まれている。

【００１１】図２は、ヒータ８１〜８３の加熱量を制御
する加熱設備の温度制御装置である。図１の各ヒータ８
１〜８３の中で最も加熱時定数の大きいヒータ８１の相
当する部位を基準部位として構成している。

【００１２】基準部位の容器温度は温度検出器１１で検
出し、温度設定器２０からの信号と温度検出器１１の信
号を加減算器３１にて両者の偏差を演算しその偏差信号
により温度制御器６１で制御演算する。温度制御器６１
の出力に応じて電力調整器７１にてヒータ８１への電力
量を調整し、基準部位の温度を制御する。基準部位に隣
接する部位となるヒータ８２の担当する部位では、これ
ら部位の温度を温度検出器１２によって検出し、温度設
定器２０からの信号と温度検出器１２の信号により加減
算器３２で設定温度に対する偏差を演算する。また、基
準部位と該当する部位の温度差の発生を抑制するために
、温度検出器１１からの基準部位の温度信号と温度検出
器１２からの該当する部位の温度信号の差を加減算器４
１で演算し、先の加減算器３２からの信号と加減算器５
１で組み合せ演算し、その信号によって温度制御器６２
による制御演算を行い電力調整器７２でヒータ８２への
電力量を調整して、該当する部位の温度を制御する。 この温度検出器１１と１２による加減算器４１の信号に
より加減算器３２の出力を加減算器５１で組み合せて演
算して補正することにより、基準部位と該当部位の温度
差の発生を抑制し、昇温，降温時の該当部位の温度が基
準部位に近づく。

【００１３】次に、ヒータ８２が担当する部位を接する
配管４，５の各部位の温度制御では、配管４，５の部位
の温度を温度検出器１３，１４で検出し、温度設定器２
０からの信号と温度検出器１３，１４の信号により加減
算器３３，３４で設定温度に対する各々の偏差を演算す
る。また、隣接する基準部位に近いヒータ８２が担当す
る部位の温度と配管４，５の部位の温度差の発生を抑制
するため、温度検出器１２からの温度信号を配管４，５
の各部位の温度検出器１３，１４の温度信号の偏差を加
減算器４２，４３で演算し、先の加減算器３３，３４か
らの信号と加減算器５２，５３で組み合せ演算し、その
信号によって温度制御器６３，６４で制御演算を行い電
力調整器７３，７４でヒータ８３，８４への電力量を調
整して配管４，５の部位の温度を制御する。加減算器４
２，４３の信号によって加減算器５２，５３で、温度設
定器２０と該当する部位の温度との差を演算した加減算
器３３，３４の信号を補正することにより、容器１を配
管４，５の温度差の発生を抑制し、昇温，降温時の配管
４，５の温度を容器１の温度に近づける。

【００１４】このように、基準部位の設定と隣接する各
々のヒータの優先順位化により、各々の温度制御間の補
正が加減算器４１，４２，４３及び加減算器５１，５２
，５３のように構成でき、これによって、隣接する部位
との間の温度差が抑制され、基準部位との温度差も抑制
されて、系全体の温度の均一化が昇温，降温時も図られ
る。また、昇温後の定常状態の温度も設定温度に維持さ
れるとともに、隣接する部位との温度差も抑制される。

【００１５】図３は、設定温度を一様に変更した場合の
従来の各部位の温度変化であり、図４は、本発明を適用
した場合の各部位の温度変化の概略図である。

【００１６】

【発明の効果】本発明は、容器とそれに接続する配管の
ような各部の加熱昇温特性が異なる加熱対象設備におい
て、各ヒータで加熱する部位の熱容量とヒータ容量によ
る加熱時定数が最も大きい部位を基準点として、その基
準部位の温度変化に対し、他の部位の温度変化の差の発
生を抑制し、隣接する各部位間の温度差の発生を抑制し
た形で、昇温，降温及び定温維持の制御ができる効果が
ある。また、その昇温，降温では、個々のヒータの設定
値を調整することなく、隣接した各部位間の温度差の発
生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の加熱設備の温度制御装置の一適用例を
示す説明図。

【図２】本発明の実施例に係る加熱設備の温度制御装置
の制御ブロック図。

【図３】比較例の作用を説明するタイムチャート。

【図４】本発明の作用を説明するタイムチャート。

【符号の説明】

１…容器、２…保温材、３…流体、４…配管（出口）、
５…配管（入口）、１１〜１４…温度検出器、８１〜８
４…ヒータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】容器、それに接続する配管，前記容器の加
   熱保温のために設けられた少なくとも一つ以上の加熱手
   段と前記加熱手段の制御に用いるために設けられた温度
   検出手段，前記配管の加熱保温のために設けられた少な
   くとも一つ以上の加熱手段と加熱手段の制御に用いるた
   めに設けられた温度検出手段，加熱手段による容器及び
   前記配管の加熱保温する目標温度を設定する温度設定手
   段，温度設定手段による設定温度と前記各温度検出手段
   からの検出温度の偏差を各々演算する加減算手段と、こ
   の各々の加減算手段の演算信号により各々加熱手段への
   加熱熱量を制御演算する各々の加熱手段に対応した温度
   制御手段とその温度制御手段の信号に基づいて各々の加
   熱手段への加熱量操作手段からなる加熱設備の温度制御
   において、各加熱手段の加熱量と各加熱手段の加熱対象
   部位の熱容量から定まる加熱時定数が最も大きい部位を
   基準部位とし温度制御の構成を前記制御手段の組み合せ
   の構成とし、基準部位に隣接する加熱手段の加熱対象部
   位については、基準部位の前記温度検出手段からの検出
   温度と当該部位の前記温度検出手段からの検出温度との
   差を演算する手段を設け両者の温度差を演算し、基準部
   位と当該部位の温度差により前記設定温度と当該部位の
   検出温度との偏差を補正演算する手段を設け、当該部位
   に対する前記温度制御手段の入力とするとともに、更に
   この当該部位に隣接する部位については、前記当該部位
   と隣接する部位の前記温度検出手段からの検出温度によ
   り両者の温度差を演算する手段を設けて温度差を演算し
   、当該部位と当該部位に隣接する部位の温度差により前
   記設定温度と当該部位に隣接する検出温度との偏差を補
   正演算する手段を設け、当該部位に隣接する部位に対す
   る前記温度制御手段の入力として用い加熱量操作手段で
   加熱量を調整し、順次この構成を組み合せることによっ
   て基準部位の温度との温度差及び各々隣接する部位との
   温度差を昇温，定温，降温の各過程で抑制する前記補正
   演算手段を設けたことを特徴とする加熱設備の温度制御
   装置。